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如何才能降低雷擊對風電機組的損害！

發(fā)布時間:2018-10-27 11:49 　 瀏覽次數(shù)：

社保電子防雷器-雷電災害是世界公認的最嚴重十大自然災害之一，雷電對風力發(fā)電機組的破壞有多大？風能領域中防雷問題越來越受重視，很多風電公司為此特設風電防雷部，與此同時，風能設備上的防雷，從技術(shù)層面上，到底應該怎么防？

首先，雷電作為一種正常的大氣放電現(xiàn)象是防不住的，防雷公司的工作是降低機組在雷擊接閃后所產(chǎn)生的損失，提高機組的抗雷擊性能。

其次，雷電對機組的影響應該分為兩個方面：直接損失和間接損失。

直接損失是指在機組接閃后造成的設備損壞，包括：葉片、電控設備的損壞；間接損失是指有雷擊而造成的停機時間和維修成本。

由于雷擊在風場的運行隱患中屬于無特定條件的隱患，往往只能在雷擊后才能夠采取補救措施，而雷擊一般造成的后果所產(chǎn)生的維護成本都比較高，所以近年來得到了整機廠、葉片廠和業(yè)主的重視。

據(jù)德國相關部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，每百臺機組的雷擊數(shù)量約在10%左右，國內(nèi)某風場葉片因雷擊的損壞率是5.56%；按雷擊后需要對葉片進行更換的成本計算，更換一臺機組葉片的吊裝費用約100萬元人民幣，葉片的成本約30-40萬元，把全部費用綜合起來，更換一臺機組中的一個葉片的直接費用約在150萬元。而更換所需要的停機時間最少在72小時以上，這還不算有雷擊后當時及事故調(diào)查所需要的停機時間；平均計算怎么也要100小時，這些損失也是龐大的。

首先，機組葉片的有效接閃率較低是影響機組受雷擊損失較大的因素。

有效接閃率：有效接閃率是指葉片在接閃時雷電點是否在葉片的接閃器上，如果在接閃器上接閃，就叫有效接閃；如果雷擊點不在接閃器上，而在葉片的其他部位，就叫做無效接閃。

造成目前機組有效接閃率較低的原因是葉片生產(chǎn)廠家對葉片的布置沒有專門的研究，只是了解接閃器應該放在葉片的最高點，如果說到原理，采用的還是尖端放電的原理。

而風力發(fā)電機組的葉片的接閃器實質(zhì)上動態(tài)的，不同機組的葉片在的額定風速下的轉(zhuǎn)速是不一樣的，接閃器從水平0°運行到360°所形成軌跡的速度及在形成閃電通道時所在垂直270°上產(chǎn)生的位移長度不同，所以不是隨便安裝一組接閃器就能滿足要求的。

如果能夠提高機組的有效接閃率，那么最直觀的效果就是降低了葉片因雷擊的損壞率。

第二，地電位反擊已經(jīng)成為機組受雷擊影響比重較大的因素。

機組接地電阻的大小直接影響機組在接閃后是否會造成地電位反擊的重要參數(shù)。同樣是遭雷擊，接地電阻低的機組電控系統(tǒng)沒有任何損壞；而接地電阻高的機組，大多造成電控設備的損壞。

在《風力發(fā)電廠雷電風險評估》一文中對國內(nèi)某風場進行了全場雷電風險評估的初步分析，通過結(jié)果看出。全場41臺機組中，存在較高雷擊風險的機組達到31%，這31%里面高接地電阻的機組占到了10臺。

而且從全國的風場看，絕大多數(shù)機組目前運行在高接地電阻狀態(tài)下運行。高接地電阻不僅對雷擊存在較大風險，絕大部分機組采用TN-C供電制式，N與PE線實質(zhì)上共用接地網(wǎng)。由于TN-C系統(tǒng)自身波動率較高，較高的接地電阻在電網(wǎng)出現(xiàn)波動時會形成零電位漂移，造成系統(tǒng)電壓的抬升，加速設備老化等問題。

對于電控設備的防雷國內(nèi)外機組的防雷一般采用的防雷措施是等電位和安裝SPD。按照IEC62305系列標準，風力發(fā)電機組作為高度超過100米的構(gòu)筑物，其不僅受到直擊雷的影響，還會受到側(cè)擊雷的影響。對于SPD的安裝應該按照不同的防雷分區(qū)進行合理的設計，并且需要選擇像社保電子防雷器廠家一樣專業(yè)可靠的防雷公司。

1、 如何提高機組葉片的有效接閃率？如果能夠提高機組有效接閃率，那么就等于節(jié)省了一筆更換葉片的費用； 

2、 風力發(fā)電廠的區(qū)域雷電風險評估，如何在風場進行微觀選址時把機組的雷擊預期考慮進去。風力發(fā)電廠作為一個動態(tài)的區(qū)域，其針對每臺機組的雷電風險評估不是一個簡單的對現(xiàn)有標準的套用，而是一個需要跨學科、結(jié)合多方面因素綜合評估過程考評的結(jié)果；

3、 此外，如何改變被動的防雷，而采取主動的防護措施，例如考慮機組的雷電預警應該也是一種行之有效的方法；

4、 最后是機組雷電通道的建立，如何改善雷電流及軸承寄生電流對軸承的電流腐蝕；

5、 海上風電的防雷技術(shù)，應該說目前還沒有完整的技術(shù)規(guī)范。由于海上的雷暴活動低于陸地上的，所以很多公司認為海防機組的防雷不用做過多的特殊防護；而恰恰相反，雖然海上閃電數(shù)量少，但是單次雷電能量是陸地的幾十倍，適應于內(nèi)陸的防雷配置可能在海上會遇到較大的挑戰(zhàn)。